”
”金属具有所谓的 “等离子体频率”，且这一频率低于光的频率范围。在高频情况下，金属的行为类似于等离子体。通常情况下，金属是良好的导体，但当频率高于其等离子体频率时，金属就会变成不良导体，电流无法正常产生。这会导致电磁波能够穿过金属，就象穿过有损耗的真空，而不是穿过固体物质一样。”
”如果我们制造出非常小的金属棒，就能让它们在特定的波长范围内表现出类似等离子体的特性，从而获得负介电常量；如果我们制造出小的铁氧体环，就能让它们在特定的波长范围内获得负磁导率。然而，这些材料单独使用时，并不能产生有用的负折射效果。只有当我们将金属棒和铁氧体环组合在一起时，神奇的效果才会出现 —— 我们得到了一个超材料单元。将大量这样的单元进行扩展排列，就能得到一种同时具有负磁导率、负介电常量和负折射率的材料。金属棒和铁氧体环单独存在时，都无法产生奇妙的负折射现象，但它们组合在一起后，就实现了这一效果。至此，我们制造出了第一种超材料。”
”那么，这种超材料能用来做什么呢？假设你想要将一束无线电波聚焦到接收器上。如果你使用一块传统材料制成的聚焦透镜，它反而会使无线电波更加分散；而如果使用一层超材料，情况则会完全相反。更棒的是，这种超材料可以被制成平面形态，却依然能够将无线电波集中到接收器上，这对于电子设备来说无疑是一大福音。我们实现了制造完美透镜的终极目标 —— 这种透镜能够聚焦辐射，且不需要通过改变透镜厚度来实现这一功能。我们对超材料结构的操控越精准，就能用它制造出适用于更短波长的透镜。”
”超材料还能实现其他有趣的功能。。这样一来，信号的信噪比会显著提高，我们就能获得更高效、更高质量的 wi-fi 信号。”
”我们还可以利用超材料实现一种名为 “反向多普勒效应” 的现象：通过改变超材料单元的几何结构，我们实际上可以补偿任何多普勒效应。如果你曾经听过车辆行驶时喇叭或警报器的声音，就会对多普勒效应有所体会 —— 当车辆向你靠近时，声音的音调会升高（我们称之为 “蓝移”）；当车辆远离你时，音调会降低（我们称之为 “红移”）。在天文学中，你也会接触到这一概念：当恒星向我们靠近时，其光谱会发生蓝移；当恒星远离我们时，光谱会发生红移。除了银河系及其最近的邻近星系中的恒星外，宇宙中所有恒星都在随着宇宙的膨胀而远离我们，因此它们的光谱都会发生红移。”
”对于高速飞行的航天器来说，多普勒效应是一个棘手的问题。因为根据接收器和发射器之间是相互靠近还是远离，传输的信号会发生蓝移或红移。多年来，如何补偿这种效应一直是美国国家航空航天局（nasa）面临的一大难题，需要使用昂贵的设备来应对这一现象。例如，在惠更斯号探测器进入土星卫星土卫六的大气层时，由于它与母船卡西尼号之间存在多普勒效应问题，我们险些无法获取探测器传回的数据。这一问题还导致惠更斯号探测器从卡西尼号上的部署时间推迟了四年。”
”然而，在未来，我们只需对超材料进行调节，就能逆转任何多普勒效应，让接收器能够接收到其设计时所设置的最佳工作频率的信号。这对于航天器本身也大有裨益，它能使航天器上的无线电设备更可靠、重量更轻且能效更高。”
”超材料的另一大出色特性是，它能够接收来自各个角度的无线电波，并将这些电波完美地聚焦到接收器上。这意味着我们不再需要反复调整接收器的角度来获取最佳信号。”
”鉴于超材料在军事领域的应用潜力，再结合我自身的军事背景，接下来我将通过一个军事场景的例子，更直观地展示超材料的优势。假设战场上有两名士兵，罗穆卢斯（rous）和